Svaka ćelija nastaje smrću. Od čega se sastoji ljudska ćelija: struktura i funkcije. Istorija otkrića ćelija

5. razred

Opcija 1.

Dio 1.

1. Bio je prvi koji je otkrio ćelije pomoću mikroskopa:

1.Carl Linnaeus

2.Antonie Van Leeuwenhoek

3.Theodor Schwann

4. Robert Hooke

2. Nauka o citološkim studijama:

1.građa životinjskih i biljnih organizama

2.struktura ćelija životinja, biljaka, gljiva i bakterija

3.uslovi za održavanje zdravlja ljudi

4. metode razmnožavanja i razvoja insekata

3. Svi živi organizmi sastoje se od:

1.stabljike i listovi

2.korijena i listova

3.korijeni i izdanci

4.ćelije

4. Muške reproduktivne ćelije su:

1.ćelije koje formiraju kosti

2.mišićne ćelije

3.krvne ćelije

4. spermatozoida

5. Fuzija zametnih ćelija je:

1.đubrenje

2.visina

3.disanje

4.hrana

6. Stalni dio ćelije, koji se nalazi u citoplazmi i obavlja određene funkcije:

1.organ

2.organoid

3.tkanina

4.organski sistem

7.Svaka ćelija se pojavljuje podjelom:

1. međućelijska supstanca

2.majka ćelija

3.ćelijski zidovi susjednih ćelija

4.organske i mineralne materije

Dio 2.

1.

2. Odaberite tri tačna odgovora. Svaka ćelija životinja i biljaka: 1. diše

2. jede

3.ima hloroplaste

4.raste i dijeli se

5.mogu učestvovati u oplodnji

6.formira hranljive materije na svetlosti (zapišite niz brojeva u svoj odgovor):

dio 3.

1. Koju funkciju obavlja jezgro u ćeliji?

2.Šta je tkanina? Navedite vrste biljnih tkiva.

Probni rad na temu: "Struktura ćelije." 5. razred

Opcija 2.

Dio 1. Od predloženih opcija odgovora izaberite samo jedan tačan.

1.Prvi naučnik koji je otkrio ćelije pomoću mikroskopa:

1.Charles Darwin

2.Matthias Schleiden

3. Robert Hooke

4.Vladimir Vernadsky

2.Nauka koja proučava strukturu i funkciju ćelija:

1.ornitologija

2.mikologija

3.citologija

4.entomologija

3. Ženske reproduktivne ćelije su:

1.ćelije koje formiraju nervni sistem

2.ćelije kože

3.krvne ćelije

4.jajne ćelije

4. Oplodnja je proces:

1.reprodukcija ćelija kože

2.fuzija zametnih ćelija

3. Hrani mišićne ćelije

4.disanje nervnih ćelija

5.Svaka ćelija nastaje:

1.podjela matične ćelije

2.fuzija ćelija kože

3.smrt matične ćelije

4.fuzija nervnih ćelija

6.Zahvaljujući ćelijskoj diobi i rastu, tijelo:

1.diše

2. pijenje

3. raste i razvija se

3. oslobađa štetne materije

7. Zeleni organoid u biljnim ćelijama naziva se:

1.mitohondrija

2.core

3.hloroplast

4.citoplazma

Dio 2.

1. Nacrtajte strukturu ćelije i označite organele koje poznajete na njoj.

2. Odaberite tri tačna odgovora. Svaka životinjska i biljna stanica ima tri glavna dijela:

1.core

2.citoplazma

3.hloroplasti

4.spoljna membrana

5.lizozom

6.mitohondrije (u svoj odgovor upišite niz brojeva)

dio 3:

1. Koja je funkcija membrane u ćeliji?

2.Šta je tkanina? Navedite vrste životinjskih tkiva.

Formulacija stava "Svaka ćelija je ćelija" ( Omnis cellula e cellula) povezuje se s imenom poznatog naučnika R. Virchowa. T. Schwann je u svojim generalizacijama naglasio sličnost principa razvoja ćelija i kod životinja i kod biljaka. Ova ideja je bila zasnovana na Schleidenovim zaključcima da se ćelije mogu iznova formirati iz granularne mase u unutrašnjosti ćelija (teorija citoblastema). R. Virchow, kao protivnik ideje spontanog nastajanja života, insistirao je na „sukcesivnoj reprodukciji ćelija“. Danas se aforistična definicija koju je formulirao R. Virchow može smatrati biološkim zakonom. Razmnožavanje prokariotskih i eukariotskih stanica odvija se samo diobom izvorne stanice, kojoj prethodi reprodukcija njenog genetskog materijala (reduplikacija DNK).

U eukariotskim ćelijama jedina potpuna metoda diobe je mitoza (ili mejoza u stvaranju zametnih stanica). U tom slučaju formira se poseban aparat za diobu stanica - ćelijsko vreteno, uz pomoć kojeg se kromosomi, koji su se ranije udvostručili, ravnomjerno i precizno raspoređuju između dvije kćeri ćelije. Ova vrsta podjele uočena je u svim eukariotskim stanicama, i biljnim i životinjskim.

Prokariotske ćelije, koje se dijele na takozvani binarni način, također koriste poseban aparat za diobu ćelija koji značajno podsjeća na mitotički način diobe eukariota (vidi dolje).

Moderna nauka odbacuje druge načine formiranja ćelija i povećanja njihovog broja. Nekada su se pojavili opisi formiranja ćelija iz „nećelijske žive materije“ u najboljem slučaju rezultat metodoloških nedostataka ili čak grešaka, au najgorem plod naučnog nepoštenja.

Nekada se vjerovalo da se ćelije mogu razmnožavati direktnom diobom, kroz tzv amitoza. Međutim, samo kod nekih cilijata uočava se direktno odvajanje ćelijskog jezgra, a zatim i citoplazme. U ovom slučaju samo se makronukleus dijeli amitotično, dok se generativna mikronukleusa dijele isključivo mitozom, nakon čega slijedi dioba stanice - citotomija. Često se pojava dvo- ili višenuklearnih ćelija smatrala i rezultatom amitotske nuklearne diobe. Međutim, pojava višenuklearnih stanica je ili rezultat fuzije nekoliko stanica jedna s drugom (gigantske višejezgrene stanice upalnih tijela, osteoklasti, itd.) ili rezultat kršenja samog procesa citotomije (vidi dolje).

5. Ćelije i višećelijski organizam

Uloga pojedinačnih ćelija u višećelijskom organizmu bila je predmet višestrukih diskusija i kritika i pretrpela je najveće promene. T. Schwann je zamislio višestruku aktivnost tijela kao zbir vitalne aktivnosti pojedinačnih ćelija. Ovu ideju je svojevremeno prihvatio i proširio R. Virchow i nazvana je teorijom “ćelijskog stanja”. Virchow je napisao: „...svako tijelo bilo kojeg značajnog volumena predstavlja strukturu sličnu društvenoj, gdje su mnoge individualne egzistencije međusobno zavisne, ali na takav način da svako od njih ima svoju vlastitu aktivnost, i ako Podstrek da ono prima ovu aktivnost od drugih dijelova, ali ono radi svoj vlastiti posao” (Virchow, 1859).

Zaista, bez obzira koji aspekt aktivnosti cijelog organizma uzmemo, bilo da se radi o reakciji na iritaciju ili pokretu, imunološkim reakcijama, izlučivanju i još mnogo toga, svaki od njih provode specijalizirane stanice. Ćelija je jedinica funkcionisanja u višećelijskom organizmu. Ali ćelije su ujedinjene u funkcionalne sisteme, u tkiva i organe, koji su međusobno u međusobnoj komunikaciji. Stoga nema smisla tražiti glavne organe ili glavne ćelije u složenim organizmima. Višećelijski organizmi su složeni ansambli ćelija ujedinjeni u holistički integrisani sistem tkiva i organa, podređeni i povezani međućelijskim, humoralnim i neuralnim oblicima regulacije. Zbog toga govorimo o organizmu kao cjelini. Specijalizacija dijelova višećelijskog pojedinačnog organizma, rasparčavanje njegovih funkcija daju mu velike mogućnosti za adaptaciju za reprodukciju pojedinih jedinki, za očuvanje vrste.

U konačnici, možemo reći da je stanica u višećelijskom organizmu jedinica funkcioniranja i razvoja. Osim toga, temeljna osnova svih normalnih i patoloških reakcija cijelog organizma je stanica. Zaista, sva brojna svojstva i funkcije tijela obavljaju stanice. Kada strani proteini, poput bakterijskih, uđu u tijelo, razvija se imunološka reakcija. Istovremeno se u krvi pojavljuju proteini antitijela, koji se vežu za strane proteine ​​i inaktiviraju ih. Ova antitijela su produkti sintetičke aktivnosti određenih stanica, plazmocita. Ali da bi plazma ćelije počele proizvoditi specifična antitijela, neophodan je rad i interakcija brojnih specijaliziranih limfocitnih stanica i makrofaga. Drugi primjer, najjednostavniji refleks, je salivacija kao odgovor na prezentaciju hrane. Ovde se manifestuje veoma složen lanac ćelijskih funkcija: vizuelni analizatori (ćelije) prenose signal do kore velikog mozga, gde se aktivira određeni broj ćelija, prenoseći signale neuronima, koji šalju signale različitim ćelijama pljuvačne žlezde, gde neke proizvode proteinski sekret, drugi luče mukozni sekret, treći, mišićni, skupljajući, istiskuju sekret u kanale, a zatim u usnu šupljinu. Ovakvi lanci uzastopnih funkcionalnih radnji pojedinih grupa ćelija mogu se pratiti u mnogim primerima funkcionalnih funkcija tela.

Život novog organizma počinje zigotom - ćelijom koja nastaje spajanjem ženske reproduktivne stanice (oocita) sa spermom. Kada se zigota podijeli, nastaju ćelijski potomci, koji se također dijele, povećavaju broj i stiču nova svojstva, specijaliziraju se i diferenciraju. Rast organizma, povećanje njegove mase, rezultat je reprodukcije stanica i rezultat njihove proizvodnje različitih proizvoda (na primjer, tvari kostiju ili hrskavice).

I konačno, oštećenje stanica ili promjena njihovih svojstava je osnova za razvoj svih bolesti bez izuzetka. Ovu poziciju je prvi formulisao R. Virchow (1858) u svojoj čuvenoj knjizi “Ćelijska patologija”. Klasičan primjer stanične uslovljenosti razvoja bolesti je dijabetes melitus, široko rasprostranjena bolest našeg vremena. Njegov uzrok je insuficijencija funkcionisanja samo jedne grupe ćelija, takozvanih B ćelija Langerhansovih otočića u gušterači. Ove ćelije proizvode hormon inzulin, koji je uključen u regulaciju metabolizma šećera u tijelu.

Svi ovi primjeri pokazuju važnost proučavanja strukture, svojstava i funkcija ćelija za širok spektar bioloških disciplina i za medicinu.

Ogromna većina organizama koji žive na Zemlji sastoji se od ćelija koje su u velikoj meri slične po svom hemijskom sastavu, strukturi i vitalnim funkcijama. Metabolizam i konverzija energije odvijaju se u svakoj ćeliji. Podjela ćelija je u osnovi procesa rasta i reprodukcije organizama. Dakle, ćelija je jedinica strukture, razvoja i reprodukcije organizama.

Ćelija može postojati samo kao integralni sistem, nedjeljiv na dijelove. Integritet ćelije osiguravaju biološke membrane. Ćelija je element sistema višeg ranga - organizam. Ćelijski dijelovi i organele, koje se sastoje od složenih molekula, predstavljaju integralne sisteme nižeg ranga.

Ćelija je otvoreni sistem povezan sa okolinom razmenom supstanci i energije. To je funkcionalni sistem u kojem svaki molekul obavlja određene funkcije. Ćelija ima stabilnost, sposobnost samoregulacije i samoreprodukcije.

Ćelija je samoupravni sistem. Kontrolni genetski sistem ćelije predstavljaju složeni makromolekuli - nukleinske kiseline (DNK i RNK).

Godine 1838-1839 Njemački biolozi M. Schleiden i T. Schwann sumirali su znanje o ćeliji i formulisali glavni stav ćelijske teorije, čija je suština da se svi organizmi, i biljni i životinjski, sastoje od ćelija.

Godine 1859. R. Virchow je opisao proces diobe ćelije i formulirao jednu od najvažnijih odredbi teorije ćelije: “Svaka ćelija dolazi iz druge ćelije.” Nove ćelije nastaju kao rezultat deobe matične ćelije, a ne iz nećelijske supstance, kako se ranije mislilo.

Otkriće jaja sisara od strane ruskog naučnika K. Baera 1826. godine dovelo je do zaključka da je ćelija u osnovi razvoja višećelijskih organizama.

Moderna ćelijska teorija uključuje sljedeće odredbe:

1) ćelija - jedinica građe i razvoja svih organizama;

2) ćelije organizama iz različitih carstava žive prirode slične su po građi, hemijskom sastavu, metabolizmu i osnovnim manifestacijama životne aktivnosti;

3) nove ćelije nastaju kao rezultat deobe matične ćelije;

4) u višećelijskom organizmu ćelije formiraju tkiva;

5) organi se sastoje od tkiva.

Uvođenjem savremenih bioloških, fizičkih i hemijskih metoda istraživanja u biologiju, postalo je moguće proučavati strukturu i funkcionisanje različitih komponenti ćelije. Jedna od metoda za proučavanje ćelija je mikroskopija. Moderni svjetlosni mikroskop uvećava objekte 3000 puta i omogućava vam da vidite najveće ćelijske organele, promatrate kretanje citoplazme i diobu stanica.

Izmišljen 40-ih godina. XX vijek Elektronski mikroskop daje uvećanje desetine i stotine hiljada puta. Elektronski mikroskop koristi struju elektrona umjesto svjetlosti i elektromagnetna polja umjesto sočiva. Stoga, elektronski mikroskop proizvodi jasne slike pri mnogo većim uvećanjima. Pomoću takvog mikroskopa bilo je moguće proučavati strukturu ćelijskih organela.

Metodom se proučava struktura i sastav ćelijskih organela centrifugiranje. Usitnjena tkiva sa uništenim ćelijskim membranama stavljaju se u epruvete i rotiraju u centrifugi velikom brzinom. Metoda se zasniva na činjenici da različiti ćelijski organoidi imaju različitu masu i gustinu. Gušće organele se talože u epruveti pri malim brzinama centrifugiranja, manje guste - pri velikim brzinama. Ovi slojevi se proučavaju zasebno.

Široko korišten metoda kulture ćelija i tkiva, koji se sastoji u tome da se iz jedne ili više ćelija na posebnom hranljivom mediju može dobiti grupa iste vrste životinjskih ili biljnih ćelija, pa čak i uzgojiti celu biljku. Koristeći ovu metodu, možete dobiti odgovor na pitanje kako se iz jedne ćelije formiraju različita tkiva i organi tijela.

Osnovne principe ćelijske teorije prvi su formulirali M. Schleiden i T. Schwann. Ćelija je jedinica građe, vitalne aktivnosti, reprodukcije i razvoja svih živih organizama. Za proučavanje ćelija koriste se metode mikroskopije, centrifugiranja, kulture ćelija i tkiva itd.

Ćelije gljiva, biljaka i životinja imaju mnogo zajedničkog ne samo u hemijskom sastavu, već iu strukturi. Prilikom ispitivanja ćelije pod mikroskopom, u njoj su vidljive različite strukture - organoidi. Svaka organela obavlja određene funkcije. U ćeliji su tri glavna dijela: plazma membrana, jezgro i citoplazma (slika 1).

Plazma membrana odvaja ćeliju i njen sadržaj od okoline. Na slici 2 vidite: membranu formiraju dva sloja lipida, a proteinski molekuli prodiru u debljinu membrane.

Glavna funkcija plazma membrane transport. Osigurava protok hranjivih tvari u ćeliju i uklanjanje metaboličkih produkata iz nje.

Važno svojstvo membrane je selektivna propusnost, ili polupropusnost, omogućava ćeliji interakciju s okolinom: samo određene tvari ulaze i uklanjaju se iz nje. Mali molekuli vode i nekih drugih supstanci prodiru u ćeliju difuzijom, dijelom kroz pore u membrani.

Šećeri, organske kiseline i soli otopljeni su u citoplazmi, ćelijskom soku vakuola biljne ćelije. Štaviše, njihova koncentracija u ćeliji je mnogo veća nego u okolini. Što je veća koncentracija ovih supstanci u ćeliji, ona apsorbira više vode. Poznato je da stanica stalno troši vodu, zbog čega se povećava koncentracija ćelijskog soka i voda ponovo ulazi u ćeliju.

Ulazak većih molekula (glukoze, aminokiselina) u ćeliju osiguravaju membranski transportni proteini, koji ih, spajajući se s molekulima transportiranih tvari, transportuju kroz membranu. Ovaj proces uključuje enzime koji razgrađuju ATP.

Slika 1. Generalizovani dijagram strukture eukariotske ćelije.
(za uvećanje slike kliknite na sliku)

Slika 2. Struktura plazma membrane.
1 - piercing proteini, 2 - potopljeni proteini, 3 - vanjski proteini

Slika 3. Dijagram pinocitoze i fagocitoze.

Čak i veći molekuli proteina i polisaharida prodiru u ćeliju fagocitozom (od grč. phagos- proždiranje i kitos- posuda, ćelija) i kapi tečnosti - pinocitozom (od grč. pinot- Pijem i kitos) (Slika 3).

Životinjske ćelije, za razliku od biljnih, okružene su mekanim i fleksibilnim “kaputom” formiranim uglavnom od molekula polisaharida, koji spajajući neke membranske proteine ​​i lipide, okružuju ćeliju izvana. Sastav polisaharida je specifičan za različita tkiva, zbog čega se ćelije međusobno "prepoznaju" i povezuju.

Biljne ćelije nemaju takav “kaput”. Iznad sebe imaju plazma membranu prožetu porama. stanične membrane, koji se pretežno sastoji od celuloze. Kroz pore se niti citoplazme protežu od ćelije do ćelije, povezujući ćelije jedna s drugom. Tako se ostvaruje komunikacija između ćelija i postiže integritet tela.

Stanična membrana kod biljaka ima ulogu snažnog skeleta i štiti ćeliju od oštećenja.

Većina bakterija i svih gljiva imaju ćelijsku membranu, samo je njen hemijski sastav drugačiji. U gljivama se sastoji od supstance nalik hitinu.

Ćelije gljiva, biljaka i životinja imaju sličnu strukturu. Ćelija ima tri glavna dijela: jezgro, citoplazmu i plazma membranu. Plazma membrana se sastoji od lipida i proteina. Osigurava ulazak tvari u ćeliju i njihovo oslobađanje iz ćelije. U stanicama biljaka, gljiva i većine bakterija nalazi se ćelijska membrana iznad plazma membrane. Obavlja zaštitnu funkciju i igra ulogu skeleta. U biljkama se stanični zid sastoji od celuloze, a kod gljiva je napravljen od supstance nalik hitinu. Životinjske ćelije su prekrivene polisaharidima koji obezbeđuju kontakt između ćelija istog tkiva.

Znate li da je glavni dio ćelije citoplazma. Sastoji se od vode, aminokiselina, proteina, ugljikohidrata, ATP-a i jona neorganskih supstanci. Citoplazma sadrži jezgro i organele ćelije. U njemu se tvari kreću iz jednog dijela ćelije u drugi. Citoplazma osigurava interakciju svih organela. Ovdje se odvijaju hemijske reakcije.

Čitava citoplazma je prožeta tankim proteinskim mikrotubulama koje se formiraju ćelijski citoskelet, zahvaljujući čemu održava konstantan oblik. Ćelijski citoskelet je fleksibilan, jer mikrotubule mogu mijenjati svoj položaj, pomicati se s jednog kraja i skraćivati ​​s drugog. Različite supstance ulaze u ćeliju. Šta im se dešava u kavezu?

U lizosomima - malim okruglim membranskim vezikulama (vidi sliku 1) molekule složenih organskih supstanci se razlažu na jednostavnije molekule uz pomoć hidrolitičkih enzima. Na primjer, proteini se razlažu na aminokiseline, polisaharidi na monosaharide, masti na glicirin i masne kiseline. Za ovu funkciju, lizozomi se često nazivaju "probavnim stanicama" ćelije.

Ako je membrana lizosoma uništena, enzimi sadržani u njima mogu probaviti samu ćeliju. Stoga se lizozomi ponekad nazivaju "oružjem za ubijanje ćelija".

Enzimska oksidacija malih molekula aminokiselina, monosaharida, masnih kiselina i alkohola nastalih u lizosomima do ugljičnog dioksida i vode počinje u citoplazmi i završava u drugim organelama - mitohondrije. Mitohondrije su štapićaste, nitiste ili sferične organele, koje su od citoplazme ograničene sa dvije membrane (slika 4). Vanjska membrana je glatka, a unutrašnja formira nabore - cristas, koji povećavaju njegovu površinu. Unutarnja membrana sadrži enzime koji učestvuju u oksidaciji organskih tvari do ugljičnog dioksida i vode. Ovo oslobađa energiju koju ćelija pohranjuje u molekulima ATP-a. Zbog toga se mitohondrije nazivaju „elektrane“ ćelije.

U ćeliji se organske tvari ne samo oksidiraju, već se i sintetiziraju. Sinteza lipida i ugljikohidrata vrši se na endoplazmatskom retikulumu - EPS (slika 5), ​​a proteina - na ribosomima. Šta je EPS? Ovo je sistem tubula i cisterni, čiji su zidovi formirani membranom. Oni prožimaju cijelu citoplazmu. Supstance se kreću kroz ER kanale u različite dijelove ćelije.

Postoji gladak i grub EPS. Na površini glatkog ER sintetiziraju se ugljikohidrati i lipidi uz sudjelovanje enzima. Hrapavost ER-a daju mala okrugla tijela smještena na njemu - ribozomi(vidi sliku 1), koji su uključeni u sintezu proteina.

Sinteza organskih supstanci se također odvija u plastidi, koji se nalaze samo u biljnim ćelijama.

Rice. 4. Šema strukture mitohondrija.
1.- vanjska membrana; 2.- unutrašnja membrana; 3.- nabori unutrašnje membrane - kriste.

Rice. 5. Šema strukture grubog EPS-a.

Rice. 6. Dijagram strukture hloroplasta.
1.- vanjska membrana; 2.- unutrašnja membrana; 3.- unutrašnji sadržaj hloroplasta; 4.- nabori unutrašnje membrane, skupljeni u „slagalice“ i formiraju granu.

U bezbojnim plastidima - leukoplasti(iz grčkog leukos- bijeli i plastos- stvoreno) škrob se akumulira. Gomolji krompira su veoma bogati leukoplastima. Voću i cvijeću daju se žute, narandžaste i crvene boje. hromoplasti(iz grčkog hrom- boja i plastos). Sintetiziraju pigmente uključene u fotosintezu - karotenoidi. U biljnom životu to je posebno važno hloroplasti(iz grčkog chloros- zelenkasto i plastos) - zeleni plastidi. Na slici 6 možete vidjeti da su hloroplasti prekriveni s dvije membrane: vanjskom i unutrašnjom. Unutrašnja membrana formira nabore; između nabora su mjehurići raspoređeni u hrpe - zrna. Granas sadrži molekule klorofila, koji su uključeni u fotosintezu. Svaki hloroplast ima oko 50 zrna raspoređenih u šahovnici. Ovakav raspored osigurava maksimalno osvjetljenje svakog lica.

U citoplazmi se proteini, lipidi i ugljikohidrati mogu akumulirati u obliku zrnaca, kristala i kapljica. Ove inkluzija- rezervišu hranljive materije koje ćelija troši po potrebi.

U biljnim ćelijama, neki od rezervnih nutrijenata, kao i proizvodi razgradnje, akumuliraju se u ćelijskom soku vakuola (vidi sliku 1). Oni mogu činiti do 90% zapremine biljne ćelije. Životinjske ćelije imaju privremene vakuole koje ne zauzimaju više od 5% svog volumena.

Rice. 7. Šema strukture Golgijevog kompleksa.

Na slici 7 vidite sistem šupljina okruženih membranom. Ovo Golgijev kompleks, koji obavlja različite funkcije u ćeliji: učestvuje u akumulaciji i transportu supstanci, njihovom uklanjanju iz ćelije, stvaranju lizosoma i stanične membrane. Na primjer, molekuli celuloze ulaze u šupljinu Golgijevog kompleksa, koji se pomoću vezikula pomiču na površinu ćelije i uključuju se u ćelijsku membranu.

Većina ćelija se razmnožava diobom. Učestvuje u ovom procesu ćelijski centar. Sastoji se od dva centriola okružena gustom citoplazmom (vidi sliku 1). Na početku diobe centriole se kreću prema polovima ćelije. Iz njih izviru proteinske niti koje se povezuju s hromozomima i osiguravaju njihovu ravnomjernu distribuciju između dvije kćeri ćelije.

Sve ćelijske organele su međusobno blisko povezane. Na primjer, proteinski molekuli se sintetiziraju u ribosomima, transportuju se kroz ER kanale u različite dijelove ćelije, a proteini se uništavaju u lizosomima. Novosintetizirani molekuli se koriste za izgradnju ćelijskih struktura ili se akumuliraju u citoplazmi i vakuolama kao rezervni nutrijenti.

Ćelija je ispunjena citoplazmom. Citoplazma sadrži jezgro i razne organele: lizozome, mitohondrije, plastide, vakuole, ER, ćelijski centar, Golgijev kompleks. Razlikuju se po svojoj strukturi i funkcijama. Sve organele citoplazme međusobno djeluju, osiguravajući normalno funkcioniranje stanice.

Tabela 1. STANIČNA STRUKTURA

Najvažnija uloga u životnoj aktivnosti i diobi stanica gljiva, biljaka i životinja ima jezgro i hromozomi koji se u njemu nalaze. Većina ćelija ovih organizama ima jedno jezgro, ali postoje i ćelije sa više jezgara, kao što su mišićne ćelije. Jezgro se nalazi u citoplazmi i ima okrugli ili ovalni oblik. Prekrivena je školjkom koja se sastoji od dvije membrane. Nuklearni omotač ima pore kroz koje se odvija razmjena tvari između jezgre i citoplazme. Jezgra je ispunjena nuklearnim sokom, u kojem se nalaze jezgre i hromozomi.

Nucleoli- to su "radionice za proizvodnju" ribozoma, koji se formiraju od ribosomske RNK proizvedene u jezgru i proteina sintetiziranih u citoplazmi.

Glavna funkcija jezgra - skladištenje i prijenos nasljednih informacija - povezana je s hromozoma. Svaka vrsta organizma ima svoj skup hromozoma: određeni broj, oblik i veličinu.

Sve ćelije u telu, osim polnih, nazivaju se somatski(iz grčkog soma- tijelo). Ćelije organizma iste vrste sadrže isti skup hromozoma. Na primjer, kod ljudi svaka tjelesna stanica sadrži 46 hromozoma, u voćnoj mušici Drosophila - 8 hromozoma.

Somatske ćelije, u pravilu, imaju dvostruki skup hromozoma. To se zove diploidni i označava se sa 2 n. Dakle, osoba ima 23 para hromozoma, odnosno 2 n= 46. Polne ćelije sadrže upola manje hromozoma. Da li je samac, ili haploidni, kit. Osoba ima 1 n = 23.

Svi hromozomi u somatskim ćelijama, za razliku od hromozoma u zametnim ćelijama, su upareni. Hromozomi koji čine jedan par su identični jedan drugom. Upareni hromozomi se nazivaju homologno. Zovu se hromozomi koji pripadaju različitim parovima i koji se razlikuju po obliku i veličini nehomologna(Sl. 8).

Kod nekih vrsta, broj hromozoma može biti isti. Na primjer, crvena djetelina i grašak imaju 2 n= 14. Međutim, njihovi se hromozomi razlikuju po obliku, veličini i nukleotidnom sastavu molekula DNK.

Rice. 8. Skup hromozoma u ćelijama Drosophila.

Rice. 9. Struktura hromozoma.

Da bismo razumjeli ulogu hromozoma u prenošenju nasljednih informacija, potrebno je upoznati se s njihovom strukturom i hemijskim sastavom.

Kromosomi ćelije koja se ne dijeli izgledaju kao dugačke tanke niti. Prije diobe ćelije, svaki hromozom se sastoji od dvije identične niti - hromatida, koji su povezani između struka struka - (slika 9).

Hromozomi se sastoje od DNK i proteina. Budući da nukleotidni sastav DNK varira među vrstama, sastav hromozoma je jedinstven za svaku vrstu.

Svaka ćelija, osim bakterijskih, ima jezgro u kojem se nalaze jezgre i hromozomi. Svaku vrstu karakterizira određeni skup hromozoma: broj, oblik i veličina. U somatskim ćelijama većine organizama skup hromozoma je diploidan, u polnim ćelijama haploidan. Upareni hromozomi se nazivaju homologni. Hromozomi se sastoje od DNK i proteina. Molekuli DNK osiguravaju skladištenje i prijenos nasljednih informacija od ćelije do ćelije i od organizma do organizma.

Nakon što ste proradili kroz ove teme, trebali biste biti u mogućnosti:

1. Objasnite u kojim slučajevima treba koristiti svjetlosni mikroskop (struktura) ili transmisijski elektronski mikroskop.
2. Opišite strukturu ćelijske membrane i objasnite odnos između strukture membrane i njene sposobnosti da razmjenjuje tvari između ćelije i okoline.
3. Definirajte procese: difuzija, olakšana difuzija, aktivni transport, endocitoza, egzocitoza i osmoza. Navedite razlike između ovih procesa.
4. Navedite funkcije struktura i navedite u kojim se stanicama (biljnim, životinjskim ili prokariotskim) nalaze: jezgro, nuklearna membrana, nukleoplazma, hromozomi, plazma membrana, ribosom, mitohondrij, ćelijski zid, kloroplast, vakuola, lizozom, glatki endoplazmatski retikulum (agranularni) i hrapavi (granularni), ćelijski centar, Golgijev aparat, cilium, flagellum, mezozom, pili ili fimbrije.
5. Navedite najmanje tri znaka po kojima se biljna stanica može razlikovati od životinjske.
6. Navedite najvažnije razlike između prokariotskih i eukariotskih ćelija.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Mjagkova A.N. "Opća biologija". Moskva, "Prosvetljenje", 2000

• Tema 1. "Plazma membrana." §1, §8 str. 5;20
• Tema 2. "Kavez." §8-10 str. 20-30
• Tema 3. "Prokariotske ćelije. Virusi." §11, str. 31-34

Svaki dio našeg tijela kontrolira sićušan, ali složen život. Istraživanje dubina bilo kojeg ljudskog organa uz pomoć mikroskopa uvodi nas u zadivljujuće čudo stvaranja: milioni sićušnih vitalnih supstanci koje čine organ uključene su u intenzivnu aktivnost. Ova sićušna stvorenja su ćelije, osnovni gradivni blokovi života.

Ne samo ljudi, već i sva druga stvorenja koja žive na Zemlji sastoje se od ovih mikroskopskih živih organizama. U ljudskom tijelu oko 100 triliona ćelija. Neke od ovih ćelija su toliko male da je kolekcija od milion njih jedva veličine šiljastog kraja igle.

Ćelije se razmnožavaju diobom. Iako se ljudsko tijelo u embrionalnoj fazi sastoji od jedne ćelije, ova ćelija se dijeli i umnožava brzinom od 2-4-8-16-32...

Međutim, uprkos tome, ćelija je najsloženija struktura sa kojom se čovečanstvo ikada susrelo, što potvrđuje i naučna zajednica. Uključujući brojne još uvijek neriješene misterije, ćelija živog bića također predstavlja izazov za teoriju evolucije. To je zato što je ćelija jedna od najupečatljivijih komponenti dokaza da ljudska bića i sva druga živa bića nisu proizvod slučajnosti, već da ih je stvorio Bog.

Da bi preživjele, sve bitne komponente ćelije, od kojih svaka obavlja vitalnu funkciju, moraju biti netaknute. Ako je ćelija nastala u procesu evolucije, tada bi milioni njenih komponenti morali da postoje zajedno na istom mestu i da se kombinuju u određenom redosledu, prema određenom obrascu. Pošto je to apsolutno nemoguće, nastanak takve strukture ne može se objasniti ničim drugim osim činjenicom stvaranja. Jedan od istaknutih evolucionista, Aleksandar Oparin, govorio je o bezizlaznoj situaciji u kojoj se našla teorija evolucije:

« Nažalost, porijeklo ćelije i dalje ostaje misterija, što predstavlja najteži problem za cijelu teoriju evolucije " (Aleksandar Oparin, Porijeklo života, 1936.) New York: Dover Publications, 1953. (Reprint), str.

Engleski matematičar i astronom Sir Fred Hoyle napravio je slično poređenje u jednom od svojih intervjua objavljenih u časopisu Nature 12. novembra 1981. godine. Kao evolucionista, Hoyle je izjavio da je vjerovatnoća da bi viši oblici života mogli nastati na ovaj način uporediva sa vjerovatnoćom da tornado prođe kroz smetlište i sastavi dijelove Boeinga 747. To znači da ćelija nije mogla nastati do šansa i stoga je očigledno morala biti stvorena.

Međutim, uprkos tome, evolucionisti i dalje tvrde da je život nastao slučajno na primitivnoj zemlji, koja je bila najnekontrolisanije okruženje. Ova izjava je u potpunosti u suprotnosti sa naučnim činjenicama. Osim toga, najjednostavnija kalkulacija mogućnosti, potkrijepljena matematičkim terminima, dokazuje da nijedan protein od milion postojećih u ćeliji nije mogao nastati slučajno, a kamoli u jednoj ćeliji tijela. Da bismo imali malu ideju o impresivnoj strukturi ćelije, biće dovoljno proučiti strukturu i funkcije membranske membrane ovih ćelijskih organela.

Stanična membrana je membrana ćelije, ali njene funkcije nisu ograničene na to. Membrana regulira i komunikaciju i komunikaciju sa susjednim stanicama, te pametno koordinira i kontrolira ulaze i izlaze ćelije.

Stanična membrana je tako tanka ( stoti hiljaditi dio milimetra) da se može samo uzeti u obzir. Membrana izgleda kao dvostrani beskonačni zid. Ovaj zid sadrži vrata koja su ulaz i izlaz iz ćelije, kao i receptore koji omogućavaju membrani da prepozna vanćelijsko okruženje. Ova vrata i receptori su napravljeni od proteinskih molekula. Nalaze se na zidu ćelije i pažljivo kontrolišu sve ulaze i izlaze iz ćelije. Koje su prednosti ove krhke strukture koja se sastoji od nesvjesnih molekula - masti i proteina? Odnosno, koja svojstva membrane nas tjeraju da je nazovemo “svjesnom” i “mudrom”?

Glavna odgovornost ćelijske membrane je da zaštiti ćelijske organele od oštećenja. Međutim, njegove funkcije su mnogo složenije od jednostavne zaštite. Opskrbljuje tvarima neophodne za održavanje integriteta ćelije i njenih funkcija u vanćelijskom okruženju. Izvan ćelije ima bezbroj hemikalija. Stanična membrana prvo prepoznaje supstance neophodne za ćeliju, a zatim im dozvoljava da uđu u ćeliju. Djeluje vrlo štedljivo i nikada ne dozvoljava da višak tvari prođe kroz njega. U međuvremenu, ćelijska membrana odmah detektuje štetni otpad u ćeliji i ne gubi vreme na njegovo uklanjanje. Druga funkcija stanične membrane je neposredan prijenos informacija koje dolaze iz mozga ili drugog organa preko hormona do centra stanice. Da bi izvršila ove funkcije, membrana mora biti upoznata sa svim procesima i događajima koji se dešavaju u ćeliji, imati na umu sve supstance neophodne i nepotrebne za ćeliju, kontrolirati opskrbu i djelovati pod vodstvom vrhunskog pamćenja i vještine donošenja odluka. .

Ćelijska membrana je toliko selektivna da bez njenog dopuštenja niti jedna tvar iz vanjskog okruženja ne može ni slučajno prodrijeti u ćeliju. U ćeliji nema nijednog beskorisnog, nepotrebnog molekula. Izlasci iz ćelije se takođe pažljivo kontrolišu. Funkcionisanje ćelijske membrane je bitno i ne dopušta ni najmanju grešku. Unošenje štetne hemikalije u ćeliju, opskrba ili oslobađanje suvišnih supstanci ili neuspjeh izlučivanja otpada rezultira ćelijskom smrću. Da je prva živa ćelija rođena slučajno, kako tvrde evolucionisti, i da jedno od ovih svojstava membrane nije u potpunosti formirano, ćelija bi nestala za kratko vreme. Koja je slučajnost onda formirala tako mudru masu masti?... Ovo postavlja drugo pitanje, koje samo po sebi pobija teoriju evolucije: da li mudrost koja se manifestuje u gore navedenim funkcijama pripada ćelijskoj membrani?

Imajte na umu da ove funkcije ne obavlja ljudsko biće ili mašina kao što je kompjuter ili robot kojim upravljaju ljudi, već samo zaštitna obloga ćelije koja se sastoji od masti u kombinaciji sa različitim proteinima. Važno nam je i da uzmemo u obzir da ćelijska membrana, koja besprijekorno obavlja toliki broj zadataka, nema ni mozak ni centar za razmišljanje. Očigledno, takav mudar obrazac ponašanja i svjesni mehanizam donošenja odluka ne bi mogli pokrenuti ćelijska membrana, koja je sloj koji se sastoji od molekula masti i proteina. Ovo se odnosi i na druge ćelijske organele. Ove organele nemaju čak ni nervni sistem, a kamoli mozak za razmišljanje i donošenje odluka. Međutim, uprkos tome, oni obavljaju nevjerovatno složene zadatke, proračune i donose vitalne odluke. To se događa zato što svaka od organela slijedi Božje zakone. Bog ih je stvorio besprijekorne i štiti ih.

Ćelija je najkompleksniji i najelegantniji sistem koji je čovjek ikada vidio. Profesor biologije Michael Denton, u svojoj knjizi Evolution: A Theory of Crisis, objasnio je ovu složenost na primjeru:

« Da bismo razumjeli stvarnost života, što dokazuje molekularna biologija, moramo povećati ćeliju hiljadu miliona puta sve dok njen prečnik ne dostigne 20 kilometara i naliči na džinovski vazdušni brod koji može pokriti velike gradove veličine Londona ili New Yorka . Ono što ćemo vidjeti bit će jedinstven primjer kompleksnosti i responzivnog dizajna.

Na površini ćelije možete pronaći milione rupa, sličnih prozorima ogromnog svemirskog broda, koje su ulaz i izlaz za ulazak i izlaz tvari. Ako bismo zavirili u jednu od ovih rupa, našli bismo se u svijetu najviše tehnologije i zapanjujuće složenosti... kompleksnosti izvan naše kreativnosti, stvarnosti suprotne slučaju, različitoj od bilo koje kreacije ljudskog uma... .